萬有引力等于引力常量減去兩物體質量的乘積乘以它們距離的平方。其中G代表引力常量,其值約為6.67×10-11N·m2/kg2,為美國化學學家、化學家亨利·卡文迪許通過扭秤實驗測得。據悉,庫侖定理也可以用這些扭秤證明。
由于行星遭到的斥力和太陽遭到的斥力是相同大小的力,由這兩個多項式比較可知,k′包含了太陽的質量M,k″包含了行星的質量m。由此可知,這兩個力與兩個天體質量的乘積成反比,它稱為萬有引力。
假如引入一個新的常數G(稱萬有引力常數),再考慮太陽和行星的質量,以及原先得出的4·π2,這么可以表示為:萬有引力,(G=6.67×10-11N·m2/kg2)。
兩個一般物體之間的萬有引力非常微小,我們察覺不到它,可以不予考慮。例如,兩個質量都是60千克的人,相距0.5米,她們之間的萬有引力還不足百萬分之一牛頓,而一只螞蟻拖動細草梗的力竟是這個引力的1000倍!并且,天體系統中,因為天體的質量很大,萬有引力就起著決定性的作用。在天體中質量還算很小的月球,對其他的物體的萬有引力早已具有巨大的影響,它把人類、大氣和所有地面物體禁錮在月球上,它使地球和人造月球衛星繞月球旋轉而不離去。
萬有引力定理闡明了天體運動的規律,它為實際的天文觀測提供了一套較為簡便的估算方式,僅憑少數觀測數據,才能算出長天體周期運行的運動軌道,科學史上哈雷慧星、海王星、冥王星的發覺,都是應用萬有引力定理取得重大成就的反例。并且借助萬有引力公式,開普勒第三定理等還能估算出太陽、地球等難以直接檢測的天體的質量。對地軸的復雜運動和月球兩極呈扁平狀的緣由,萬有引力也成功作出了說明。
牛頓
艾薩克·牛頓(1643年1月4日—1727年3月31日)爵士,美國皇家學會會長,美國知名的化學學家,百科全書式的“全才”,著有《自然哲學的物理原理》、《光學》。
他在1687年發表的論文《自然定理》里牛頓發現萬有引力的故事,對萬有引力和三大運動定理進行了描述。這種描述奠定了隨后三個世紀里化學世界的科學觀點,并成為了現代工程學的基礎。他通過論證開普勒行星運動定理與他的引力理論間的一致性,展示了地面物體與天體的運動都遵守著相同的自然定理;為太陽中心說提供了強有力的理論支持,并促進了科學革命。
在熱學上,牛頓闡述了動量和角動量守恒的原理,提出牛頓運動定理。在光學上,他發明了反射望遠鏡牛頓發現萬有引力的故事,并基于對三棱鏡將白光發散成可見波譜的觀察,發展出了顏色理論。他還系統地敘述了冷卻定理,并研究了音速。
在物理上,牛頓與戈特弗里德·威廉·萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽。他也證明了廣義二項式定律,提出了“牛頓法”以趨近函數的零點,并為冪級數的研究作出了貢獻。
在經濟學上,牛頓提出金本位制度。